空间四面体剖分及可视化系统设计

地质体真三维建模是地学信息系统的核心问题之一。针对三维建模时模型属性表达缺失和无法进行空间分析的问题,提出了一种TetGen结合WebGL来构建三维模型的新方法。该方法使用TetGen构建模型,既保留细节特征又能高效率完成地质体三维建模及模型的优化。同时,借助WebGL构建了三维模型的3D可视化系统,实现了细节层次模型的展示,并利用js完成模型的空间分析基本参数计算。提出的三维建模方法结合可视化空间表达的方式,不仅实现了三维模型快速准确的四面体剖分,还完成模型数据的组织与管理,强化了模型的空间分析能力,拓宽了模型在地学领域的研究与应用。     

基于超复数计算的3D径向坐标可视化映射方法

提出一种多维数据3D空间可视化方法。在二维径向坐标映射基础上,引入雷达图的面积特征作为第三维,构成三维径向坐标映射。基于超复数实现径向坐标在3D空间的计算。实验结果表明,三维映射较二维映射更能反映数据结构信息,有效处理了二维径向坐标映射中映射数据点易堆叠的问题。     

插件式三维地下管网信息系统设计与实现

为了高效管理地下管网数据,充分应对不断变化的需求,同时实现并行开发.以三维地下管网综合管理和空间分析需求为背景,利用C#和OSGI.NET插件框架结合国产Supermap 8C三维GIS平台设计开发了插件式三维管网信息系统,实现了三维地下管网可视化查询、分析及预测.系统所有功能以插件形式组织,降低了系统耦合性,方便了系统的扩展与更新.     

二维地图与三维可视化一体化存储研究

以某城市部分地下管网为主要表达载体,在VS2010.NET环境下集成地下管线信息系统,使用Arc GIS10.0对二维空间数据进行处理,利用Skyline所带组件结合影像图完成三维地形建模MPT文件的制作,将二维管线专题数据通过编程完成到三维数据的转换,最后再使用Arc GIS Engine与Terra Explorer API所带有的二次开发接口完成二三维匹配及一体化操作,使系统达到能集合二维的基本分析功能和优秀的三维观察能力,完成二三维一体化建设这一目的。     

基于ArcGISEngine的洪水淹没三维可视化研究

在ArcGIS软件中,不能直接创建Multipatch模型,但是可以通过ArcGISEngine编程实现或导入其他建模软件的模型、本文以GIS的shapefile数据为基础,在skeethup中建立区域三维地形、房屋、植被等要素模型。采用水文动力的基本原理计算河道水位．并用C#结合ArcGISEngine创建水面TIN模型,利用ArcsceneControl控件创建三维场景,叠加三维地形仿真模型与水面TIN模型,对洪水演进模拟进行了可视化研究,实现了基于ArcGISEngine的洪水淹没三维可视化动态模拟。为利用AE,完成洪水淹没三维可视化研究提供了一种逼真的、简便有效的方法。     

基于投影图的矿体三维可视化模型动态构建及资源储量评价

针对钻孔、剖面、离散点等传统三维矿体自动构模方式存在的构模信息量不足,无法快速、有效地实现矿体三维可视化模型自动构建及资源储量分析等问题,以矿体投影图编制工作流程为主线,以地矿点源数据库为基础,综合运用GIS、图库一体化、三维可视化等技术,研究并实现了一种新的基于二维平面投影图的矿体三维可视化模型动态构建及资源储量可视化分析方法,为矿体资源储量估算各要素的三维可视化动态分析、表达及评价提供了一种新的有效途径.经Quanty Mine数字矿山软件功能实现及实际矿山应用对比分析表明,该方法可实现矿体投影图编制与矿体三维可视化模型动态构建的一体化,资源储量三维可视化模型分析结果与传统二维平面方式估算结果相差-1.44%—2.81%,各类别储量基本接近,模型可靠性较好.     

GIS与三维可视化在校园地下管网线管理中的应用

校园地下各类管网线的科学化管理,是实施"数字校园"工程的重要组成部分。在研究GIS与三维可视化在校园地下管网线管理应用的基础上,利用Vega Prime及其所提供的应用程序接口Open-Flight API与Vega Prime API对校园地下管网线进行三维场景建模,实现了四川理工学院三维管网线快速建模、地上地下三维一体化显示、三维管网线查询与空间分析等功能。研究成果可以促进学校基础设施管理信息化水平的提升,有助于更好地建设"数字校园"。     

地面三维激光扫描在道路测图中的应用

地面三维激光扫描技术在提升公路测量效率方面有广泛应用。以厦门理工学院部分道路为研究对象,基于FARO Focus3D三维激光扫描仪,对该道路进行点云数据采集、道路正射影像图的提取、道路数字线划地图(DLG)的快速绘制,实现了二维信息的提取和三维模型的构建,同时与传统全站仪数据对比,得出激光点云数据信息的完整性和效益性。     

基于Unity3D交互式三维虚拟校园平台设计与研究

针对目前三维虚拟校园平台在真实性和交互性等方面的不足,提出基于Unity3D三维虚拟校园的实现方法.首先,考察实际地形和采集真实数据信息,完成场景地形和建筑景观模型构建;然后,导入Unity3D平台,通过二次开发,实现三维场景搭建及三维物理效应仿真等.该平台使用的实验数据真实有效,很好的实现了三维虚拟校园的各项性能指标,高效的实现漫游仿真.     

三维激光扫描技术在木雕展品建模中的应用

首先,通过手持高精度三维激光扫描系统获取木雕展品的点云数据,在VXelements-3D软件平台进行精度校准,并利用Geomagic studio软件进行扫描破洞修正.然后,通过网格医生进行数据侦查,生成可以用于网络展示及3D打印的三维模型数据.结果表明:该建模方法可提高扫描速度、优化模型的成像质量、控制噪点数据的开销.     

基于VTK和QT的层状地质体三维建模及可视化研究

地质体三维可视化是科学计算可视化研究领域的重要分支。如何把地下无法透视的构造信息,进行三维可视化,一直是地学领域的热点和难点之一。基于此,针对层状地质体的结构特征和三维建模方法进行了研究,在此基础上运用开源可视化工具包(VTK)和应用程序开发框架QT,完成对层状地质体的三维建模及可视化。最后结合兴城深部探测野外示范与实验基地的实际地震勘探数据,实现了对该区域的地质模型构建及立体展示。实践表明,使用VTK和QT作为层状地质体三维可视化的开发工具是可行的,完成了该区域6个地层地质体三维建模以及结合地震数据的综合三维可视化。     

矿山三维地理信息系统中的数据结构

讨论了三维地理信息系统(GIS)的空间数据结构,分析了常用的几种三维空间数据结构.针对矿区井下复杂的开采条件,提出了一种三维拓扑矢量结构,并指出三维可视化实现的必要性.     

基于Cesium时空三维可视化的数据调度与缓存机制

针对传统三维可视化技术存在数据调度速度慢、场景绘制效率低等问题,本文提出了一种绘制线程与调度线程并行的双线程数据调度策略。该策略将数据调入等待队列,根据视点距离进行顶点层次划分,再利用双线程渲染管线进行场景绘制。为了提升了三维场景处理速度,建立了二级缓存渲染机制与瓦片数据更新策略,并基于Cesium图形引擎,设计并开发了武夷山国家公园时空三维可视化系统,优化了三维场景绘制与数据调度性能,实现了国家公园多源数据集成,提高了虚拟场景中跨平台、跨终端三维展示与交互能力,为国家公园数字化建设提供了行业参考。     

矿床的三维可视化仿真技术与系统

研究了矿床三维可视化的相关技术,提出了一种实现矿床三维可视化仿真系统的框架.在Windows系统下,以VC 为开发平台,利用OpenGL三维图形库,成功地开发了矿床三维可视化仿真系统的原型,实现了三维钻孔图显示、任意地质剖面显示与矿体的真三维显示,并且支持3D旋转、平移、无级缩放等交互操作.应用某地下铁矿的数据,得出了符合实际的结果,初步验证了有关技术与系统原型的可行性.     

一种基于kd树的实时大规模地形可视化算法

大地形实时可视化在GIS、虚拟现实、仿真、游戏等领域有大量应用.对已有算法进行综合和改进,提出了一种简单、快速的实时大规模三维地形绘制算法.该算法主要包括:对所有数据进行空间分块(tile);块内采用改进后的kd树进行进一步空间剖分;方便三维数据交互显示操作的“静态池”和“动态池”数据结构;针对海量数据的外部存储(out-of-core)技术;加速OpenGL的优化方法等.算法运行良好,在微机上达到较高的帧率和较好的显示效果.     

地下矿可视化生产管控系统参数化数据模型

在融合面向实体的数据模型和网络数据模型的基础上,引入参数对象,设计一种网络化、层次化、参数化的实体与网络复合模型(PENDM),解决该系统中RPS的空间数据建模问题,形成以井巷为空间参照的井巷与生产系统整体模型.运用面向对象的思想建立PENDM的主要数据结构.PENDM采用面向实体的元素描述井巷工程和生产系统的实体特征,采用网络元素描述系统内部网络的空间拓扑结构,采用参数描述实体轮廓、定位信息、设备信息和其他附属信息.结合具体应用分析PENDM在地下矿山生产管控系统中的作用.研究结果表明:该模型能够实现复杂生产系统信息管理、空间分析和三维体模型的自动建立,解决了矿山井巷工程与生产系统的表达、自动建模与快速更新以及漫游路径和救避灾路线的求解问题,对于其他(如通风量计算)的需要网络的专业分析同样有效.     

城市地下空间信息三维数据模型研究

系统分析了现有的三维空间数据模型的形式和特点,为城市地下空间信息基础平台空间数据模型的选择提供了甄别的依据.针对城市地下空间信息三维建模和可视化分析的特点和要求,设计了面向空间结构信息和空间属性信息建模与可视化的三维空间数据模型.对于城市地下空间几何结构信息（包括三维地质体几何结构、地下构筑物和地下管线）的建模与可视化,设计了一种基于边界表示,面向地下空间实体并兼顾拓扑关系的三维矢量数据模型;对于地下空间属性信息的建模与可视化,采用三维栅格数据结构来组织表征地质体内部物理和化学属性参数的规则体数据;并根据地质属性建模与地质结构建模的关系和要求,实现了由三维矢量模型向三维栅格模型的转换.     

基于支持向量机的顾北煤矿北一矿区三维地质模型构建

三维地质模型是表征地下地层分布和地质构造的有力工具,可以简单有效的帮助地质解译和空间分析工作,但由于传统三维地质建模方法建模过程复杂、人为干扰影响大,非专业人士短时间内很难掌握并且建模质量难以保证。为满足矿山智能开采对高精度地质模型的需求,提高三维地质建模与可视化的高效性和直观性,提出一种基于支持向量机的三维地质建模方法,将地质体划分为大小均匀的栅格单元,根据栅格单元的属性类别构建三维地质体模型,并使用基于RBF核函数的支持向量机分类器对顾北煤矿北一矿区进行了实例验证,将模型进行开挖显示,与实际钻孔数据构建的地质剖面图进行对比,结果表明,该方法具有很大的适用性,并且可以很好的处理尖灭地层,建模效率以及准确率较高。     

基于UML的超声三维可视化无损检测系统

为了满足工业无损检测中人们利用超声点云数据进行三维重建的需求,提出一种UML与组件技术相结合的用于超声三维可视化无损检测系统的建模方法.分析系统需求,并利用UML和组件技术相结合的建模方法,构建出超声三维可视化无损检测系统模型,包括系统的架构、需求、用例、静态类、活动、时序和组件部署模型,开发出超声三维可视化无损检测软件系统原型,并经过实例验证了建模方法的有效性.系统开发实践证明:基于UML和组件技术的超声三维可视化系统结构设计合理,复用性、维护性和可拓展性强,为研究超声点云的三维重建算法和将其用于工业无损检测的目标提供了实验依据和实验平台.